a l u m n o g u í a

d e l

Las aplicaciones del Cloro

Conocer las principales aplicaciones del cloro y de sus compuestos. En esta ficha encontrarás información sobre las aplicaciones del cloro y de los compuestos clorados

2.1

1

¿Para qué sirve el cloro? Para que tengas una idea de las utilidades del cloro, observa las tres columnas siguientes:

Productos que contienen cloro

El cloro o los compuestos de cloro se usan en la fabricación de estos productos

Procesos y aplicaciones en los que se necesitan compuestos con cloro

- ∑salfumán (ácido clorhídrico) ∑- lejía (hipoclorito de sodio) - ∑pastillas de "cloro" para las piscinas ∑- tuberías de plástico para conducción del agua (PVC) ∑- algunos antibióticos ∑- sal de mesa (NaCl)

∑- los "compact-disc" y el CD-ROM - ∑las siliconas ∑- los pegamentos de resinas epoxy ∑aditivos alimentarios (espesantes) ∑- cinturones de seguridad - ∑chalecos antibalas - ∑fluidos refrigerantes ∑- papel blanco para impresora ∑- determinados envases.

∑- separación de contaminantes en una depuradora mediante "floculación" ∑- lucha contra las plagas en agricultura - ∑obtención de gasolina de más calidad ∑- tratamiento de agua potable ∑- fabricación de determinados materiales y elementos constructivos (desagües, perfiles de puertas y ventanas, láminas impermeabilizantes, etc.)

En la columna 1 tienes una lista de sustancias que contienen átomos de cloro. Su utilidad es evidente. En la columna 2 tienes una lista de sustancias y materiales en los cuales es imprescindible el uso del cloro o de sustancias con átomos de cloro para su fabricación. Algunas, de ellas una vez elaboradas, no contienen átomos de cloro. En la columna 3 puedes ver una lista de procesos industriales en los cuales se utiliza el cloro o productos clorados. También en este caso el producto o material resultante, una vez terminada su elaboración, puede que no contenga átomos de cloro. Imagina cómo sería de incómoda y difícil nuestra vida diaria si careciéramos de estos productos y materiales. El cloro se ha hecho imprescindible para nosotros. Para que te hagas una idea de la importancia de la industria del cloro, considera estos dos datos económicos aproximados: Fuente: Eurochlor

- Más del 50% de la industria química europea tiene que ver con el cloro o con su producción. - Alrededor de 124.000 personas trabajan directa o indirectamente en la industria del cloro en España.

2.1

2

¿Para qué sirve el cloro? La industria química del cloro tiene como finalidad obtener el elemento a partir de las sales naturales, tales como: sal gema, silvina y carnalita. Una vez obtenido se usa directamente o se destina a la fabricación de otros productos químicos. La diversidad de sustancias y materiales que se fabrican a partir del cloro, hace que cada industria se haya especializado en determinados procesos. Cuando visites una industria del cloro, aprenderás qué procesos y qué productos se obtienen en ella.

Figura 1. el "salfumán" es una disolución acuosa de cloruro de hidrógeno, HCl; la lejía es una disolución de hipoclorito de sodio, NaClO, en agua; las pastillas de cloro para las piscinas contienen un compuesto de este elemento que, en contacto con el agua, reacciona y libera el cloro que se disuelve en el agua de la piscina; el plástico PVC es un polímero cuyas moléculas tienen átomos de cloro.

2.2

3

El cloro que se usa directamente El agua que sale de nuestros grifos puede consumirse sin problemas porque ha sido tratada de manera que los microorganismos que pudiera contener han sido eliminados. Este proceso se lleva a cabo, en la mayoría de las instalaciones potabilizadoras, mediante un proceso denominado "cloración del agua", que consiste en disolver gas cloro en el agua a tratar.

Incluso hoy en día, cuando en la cocina hay que preparar verduras o ensaladas para comer crudas, es costumbre añadir una o dos gotas de lejía al agua donde se lavan, para garantizar su desinfección. Este es uno de los usos más antiguos del cloro y se practica desde hace más de 100 años. Aunque el proceso de cloración origina en algunos casos un olor característico al agua potable, tiene una ventaja definitiva sobre otros métodos como el uso del ozono o de la radiación U.V., y es su acción definitiva en la eliminación de bacterias.

El cloro se ha usado también tradicionalmente como agente para blanquear, tanto fibras textiles como la pasta para la fabricación de papel. Este uso es aún más antiguo que el de la cloración de las aguas. Desde principios del siglo XIX, cuando se aisló e identificó el cloro como elemento químico, se han usado disoluciones de cloro o de hipoclorito de sodio, junto con otros compuestos, para decolorar el algodón.

2.3

4

Los compuestos de cloro Ante la gran diversidad de compuestos que contienen átomos cloro, te proponemos el análisis de tres ejemplos representativos: - El plástico PVC - Los PLAGUICIDAS clorados - La SAL común

El plástico PVC

La fabricación de PVC es la aplicación más importante del cloro. Aproximadamente el 35% del cloro fabricado se destina a este fin:

NAOH (Hidróxido de Sodio) NaClO (Hipoclorito de Sodio) HCl (Ácido clorhídrico) H2 (Hidrógeno)

SAL electrólisis

Cl2 (Cloro)

Cloruro de vinilo

Figura 2: Esquema simplificado de la fabricación del PVC

PVC

Etileno El PVC es un polímero, un material formado por macromoléculas. Se utiliza en la construcción de viviendas (perfiles de puertas y ventanas, tuberías), para tapicería de automóviles, para cortinas de baño, en la agricultura (cubiertas de invernaderos), en embalajes.... Los PLAGUICIDAS clorados La humanidad ha tenido que luchar desde tiempos remotos por los alimentos que consume. Si fracasa en esta lucha, las cosechas mundiales pueden reducirse en un 30% o un 40%. Por ejemplo, en los países tropicales, insectos como las langostas son la causa de grandes pérdidas en las cosechas (una plaga de langostas puede llegar a comerse ¡hasta 15.000 toneladas de cultivo cada día!).

2.3

5

Los compuestos de cloro

Los plaguicidas (insecticidas, herbicidas y fungicidas) destruyen a los insectos que se comen las hojas y semillas, matan a las malas hierbas y eliminan a los hongos que pudren las cosechas. Algunos plaguicidas pueden afectar al medio ambiente si se utilizan incorrectamente o en forma abusiva.

El insecticida más conocido y usado ha sido sin duda el DDT (siglas que significan "dicloro-difenil tricloroetano"). Es extraordinariamente tóxico para los insectos y muy poco para los mamíferos. Es relativamente barato. A pesar de estas excelentes características, presenta ciertos inconvenientes, como ser muy estable y permanecer en el medio ambiente durante años y años, con lo cual llega a concentrarse en las cadenas alimentarias. Actualmente su uso está prohibido en muchos países. Nuevos insecticidas han sido desarrollados para solventar los inconvenientes del DDT. Las moléculas de estos insecticidas también contienen átomos de cloro. Éste es un buen ejemplo de cómo la industria química, consciente de los problemas medioambientales que genera el uso abusivo de determinados productos, aporta una solución a estos problemas.

La SAL común Y ahora imagina lo que para muchas personas es insoportable: unos huevos fritos con patatas..... sin sal.

2.4

6

El cloro, como intermedio para fabricar otras sustancias y materiales En los siguientes ejemplos de uso del cloro, éste no aparece en los compuestos y materiales obtenidos, pero es indispensable para fabricarlos.

Una casa bien aislada, de manera que conserve una cómoda temperatura en invierno y en verano es lo que todos deseamos. El aislamiento térmico de las paredes se consigue mediante materiales esponjosos, como el poliuretano. Hablando de comodidad, todos apreciamos un local con un buen sistema de aire acondicionado en los días calurosos del verano y por qué no decirlo, si disponemos de un refresco a mano, que hemos sacado de una nevera, mucho mejor. Aunque el poliuretano y ciertos fluidos de los aparatos de aire acondicionado y de los refrigeradores actuales no contienen cloro, éste elemento ha sido indispensable para su fabricación.

∑ Compuestos de cloro se usan directamente o para obtener sustancias floculantes, es decir permiten que partículas en suspensión se aglutinen y puedan separarse del resto del agua que pasa por una depuradora de aguas residuales.

∑ El policarbonato, el material de los "compact-disc", no contiene átomos de cloro, pero, al igual que el Kevlar (material del que están hechos los chalecos antibalas), ha necesitado para su fabricación el uso de compuestos de cloro.

2.5

7

El cloro en la vida cotidiana El cloro se encuentra en todas partes: cuando bebes un vaso de agua, al tomar medicinas, cuando te lavas los dientes, en los coches, etc. Incluso tu propio aparato digestivo depende de un compuesto de cloro para descomponer los alimentos: el ácido clorhídrico (HCl aq).

En la actualidad el cloro se usa en muchos procesos para fabricar productos indispensables para la vida diaria, tanto en el trabajo, como en el hogar y en el tiempo libre.

IÓ N

IO

POR

S TRAN

TELECOMUNICACIONES

TRATAMIENTO DE AGUAS

PRO

ES

ION ACAC

IÓN

FECC

TO

MÓ VIL

CON

OS

AU

TOS

IC ÉT SM

D

SALU

INDUSTRIA

Figura 3: En todas estas actividades el cloro es utilizado como elemento o compuesto

DUC

CO

V

CO

ÚBLI TE P

IAC

AV

ILIAR

N CIÓ

MOB

VIVIENDA

TURA

ICUL

AGR TA

EN

IM

AL

Vamos a repasar el uso de compuestos o materiales con cloro en diferentes actividades cotidianas, médicas e industriales:

OCIO

El cloro y sus derivados se utilizan en miles de productos que hacen tu vida mejor, más segura, más sana y más cómoda, proporcionándote una mayor calidad de vida. Algunos de estos productos se encuentran en áreas tan diversas como: la medicina, la limpieza y la seguridad.

DE L

IMPI

EZA

2.5

8

El cloro en la vida cotidiana

EN EL HOGAR EN EL HOGAR EN LA EDUCACIÓN Y EL DEPORTE EN LA ALIMENTACIÓN EN LAS APLICACIONES MÉDICAS EN LA SEGURIDAD PÚBLICA EN LA INDUSTRIA

Como blanqueante para la ropa (lejía), como sales para el lavavajillas, como parte de la formulación de desinfectantes y otros productos para destruir y desactivar una extensa gama de microbios peligrosos en el hogar, en las piscinas, los hoteles y otros lugares públicos. También se usa en la potabilización de las aguas destinadas a consumo humano y en la depuración de aguas residuales y de alcantarillado.

Figura 4: Botella de lejía y sales para el lavavajillas

EN LA EDUCACIÓN Y EL DEPORTE

Figura 5: Carpetas, discos de vinilo o flotadores, todos contienen cloro.

Como film de plástico, en rollo para forrar libros y en láminas separadoras. Como plástico en carpetas y otros útiles de oficina. Los antiguos discos de vinilo que tanto han contribuido a la difusión de la música "pop" contienen cloro. Los hules de mesa y algunos tipos de impermeables que nos protegen de la lluvia cuando vamos a la escuela contienen cloro. Muchos flotadores y material hinchable de uso común en la playa y la piscina también tienen cloro.

2.5

9

El cloro en la vida cotidiana

EN LA ALIMENTACIÓN EN EL HOGAR

Para la desinfección de suelos de cultivo, en el equipamiento para la agricultura: en tuberías de sistemas de aspersión, de riego para los suelos y en la construcción de invernaderos. Como protección para los envases de alimentos.

EN LA EDUCACIÓN Y EL DEPORTE EN LA ALIMENTACIÓN EN LAS APLICACIONES MÉDICAS EN LA SEGURIDAD PÚBLICA EN LA INDUSTRIA

EN LAS APLICACIONES MÉDICAS Como agente de limpieza y desinfección de heridas y como intermedio para fabricar todo tipo de medicamentos para el tratamiento de enfermedades tales como: el SIDA, las alergias, el cáncer, la diabetes, las úlceras o las enfermedades del corazón. Como componente del instrumental médico de plástico: goteos intravenosos, bolsas para plasma, aparatos ortopédicos, etc. El PVC se usa para la fabricación de envoltorios farmacéuticos de pastillas y grageas.

Figura 6: En la fabricación de envoltorios de productos farmacéuticos también se utiliza Cloro.

2.5

10

El cloro en la vida cotidiana

EN LA SEGURIDAD PÚBLICA EN EL HOGAR

En equipos protectores para policías y bomberos (cascos, chalecos antibalas). En vehículos de seguridad, en equipos de comunicaciones y en los cinturones de seguridad y los "airbags" de los coches.

EN LA EDUCACIÓN Y EL DEPORTE EN LA ALIMENTACIÓN EN LAS APLICACIONES MÉDICAS EN LA SEGURIDAD PÚBLICA EN LA INDUSTRIA

EN LA INDUSTRIA Como parte integrante del material electrónico, en la industria aerospacial, en la de telecomunicaciones y, ¡cómo no!, en la informática que domina el mundo moderno (el cloro participa de manera esencial en la obtención del silicio necesario para la fabricación de todo tipo de semiconductores).

Gran parte de los aislamientos de plástico utilizados para forrar los conductores eléctricos tiene cloro. La cinta aislante también tiene cloro. En la industria química y farmacéutica, en numerosos productos de limpieza industrial, en el tratamiento de aguas residuales, etc. también está presente el cloro.

Figura 7: Productos eléctricos que contienen Cloro.

2.6

11

Beneficios del cloro

Relacionados con la economía y el empleo

¿sabías que...?

...el valor anual de la fabricación y el uso de productos relacionados con el cloro es de más de 100.000 millones de Euros (16.500.000 millones de pesetas)? ...más de 2 millones de puestos de trabajo de la industria europea están relacionados con el cloro?. Fuente: Eurochlor

Relacionados con el tiempo libre y el deporte

¿sabías que...?

...muchos de los equipamientos de actividades de ocio se fabrican con materiales basados en el cloro? (por ejemplo balsas inflables, flotadores, impermeables, calzados deportivos, etc.).

Relacionados con la medicina y la salud

¿sabías que...?

... el cloro es un elemento básico para el avance y la fabricación de medicamentos .... que prácticamente el 100% del agua se potabiliza gracias al cloro

12

Cuestiones

2 3 4

A continuación tienes una lista de características de algunas sustancias y productos elaborados con el uso del cloro. Haz corresponder a cada uno su nombre: a) Disolución acuosa de ácido clorhídrico, se usa en casa para eliminar la cal depositada en los sanitarios b) Material aislante que se usa en la construcción c) Disolución con poder blanqueante d) Insecticida de gran poder que actualmente está en desuso. Explica la finalidad de los siguientes procesos, en los cuales se usa cloro o sus compuestos: a) cloración de aguas b) blanqueo de fibras c) desinfección de suelos Piensa en estos tres ambientes cotidianos a) En la escuela (clase, biblioteca, patio, etc.) b) En tu casa (cocina, garaje, etc.) c) En tu habitación (deporte, ropa, música, etc.) Identifica en ellos productos, materiales y objetos que contengan cloro en su composición. El tratamiento más común en piscinas comunitarias se realiza con hipoclorito sódico. La gráfica siguiente nos muestra la dosificación necesaria para una piscina que inicialmente no contenga cloro. Calcula la dosificación necesaria para una piscina de 28.300 litros.

4,0 3,5

Hipoclorito (L)

1

3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0

50

100

150

200

V o l ú m e n ( m 3)

250

300

13

Actividad de laboratorio Acción blanqueadora de la lejía En esta actividad llevarás a cabo una sencilla investigación sobre el poder blanqueante de la lejía. Usarás diferentes tintas de rotulador y de bolígrafo y observarás los cambios producidos por acción de la lejía. Información previa:

Material

¿Qué debes hacer?

Las lejías contienen una disolución de la sustancia hipoclorito de sodio, NaClO. Esta disolución actúa sobre algunos colorantes haciendo que cambien de color y, en algunos casos los decolora completamente. Se dice que el hipoclorito de sodio ejerce una acción oxidante sobre la tinta. Ésta a su vez, ejerce una acción reductora sobre el hipoclorito de sodio. Lejía comercial (disolución de hipoclorito de sodio), unos 10 cm3 en un vaso de precipitados. PRECAUCIÓN: evitar el contacto con la piel. Pincel pequeño Diversos rotuladores y bolígrafos de distintos colores y marcas 1- En un papel blanco, a la izquierda, escribe en columna y con separaciones de dos centímetros, una palabra con rotuladores y bolígrafos de diferente color. A la derecha del papel, y también en columna escribe, en el mismo orden y con los mismos rotuladores y bolígrafos, la marca y el color de cada uno. 2- Moja el pincel en la lejía y pinta por encima, cada una de las palabras de la columna de la izquierda. No pintes las de la columna de la derecha, pues te servirán de referencia. 3- Observa los cambios en las tintas y el tiempo que tarda en producirse. 4- Resume tus observaciones en un cuadro como el siguiente: Marca y color

Cuestiones

1 ...

Cambios producidos al poner lejía (se convierte en otro color, desaparece...)

Tiempo que tarda en producirse los cambios

Cita otras aplicaciones caseras de la lejía.

(inmediato, unos segundos, unos minutos...)